Análise de bioligantes para pavimentação como substituto total do ligante asfáltico.

The bio-binders are binders, or oils, made from animal or plant biomass, which have emerged as alternative materials to reduce the dependence of the paving area on the asphalt binder. Researches in bio-binders have been focused on characterizing the material in terms of its mechanical response when blending with asphalt binder. The innovative character of bio-binders generates the need to better understand how their components interact and how this affects their performance in pavement applications. The characterization techniques applied for asphalt binders, such as rheology and performance evaluation, are also used to evaluate the behavior of bio-binders and they have shown beneficial results for mixtures when used as extenders or modifiers of the conventional asphalt binder. The bio-binders from plant sources, especially the woodbased, have shown higher potential to total replacement of asphalt binder in mixtures, when compared with that binders from animal source or vegetal oils. In this context, this thesis presents the evaluation of the potential use of two wood-based bio-binders as total replacement of asphalt binders. The materials correspond to two successive generations of the same product. The first one was evaluated at three different scales: Binder behavior, mixtures performance in laboratory and field monitoring of a pavement structure build with that biomaterial, comparing their results with that of an asphalt binder taken as reference. The second bio-binder, on the other hand, was assessed on the binder scale, studying its rheological behavior in comparison with a reference asphalt binder. Its performance was evaluated in terms of resistance to permanent deformation and fatigue, using the MSCR and LAS tests, respectively. Thermogravimetric analysis was used to determine the thermal stability and the deterioration processes of the binders involved in the research. The aging effect was assessed by monitoring changes in the rheology of the binders. The moisture sensitivity of the binders was assessed through surface free energy (SFE) parameters, based on the SFE components of the binders and the aggregates from different origin. The results suggest that the studied bio-binders represent a sustainable alternative for the asphalt binder, for the construction of flexible pavements, without affecting the mechanical performance of the mixture.Os bioligantes são ligantes ou óleos provenientes de biomassa de origem animal ou vegetal, que surgiram como materiais alternativos para reduzir a dependência da área da pavimentação no ligante asfáltico derivado de petróleo. As pesquisas em bioligantes têm focado na caracterização do material em termos de resposta mecânica em combinação com o ligante asfáltico. O caráter inovador dos bioligantes gera a necessidade de entender como seus componentes interagem e afetam o desempenho do material produzido para fins de pavimentação. Técnicas de caracterização aplicadas aos ligantes asfálticos, como a reologia e a avaliação de desempenho, têm sido utilizadas para avaliar o comportamento dos bioligantes e tem mostrado resultados benéficos para as misturas quando usados como extensores ou modificadores do ligante asfáltico convencional. Os bioligantes de origem vegetal, especialmente aqueles provenientes de madeira, tem apresentado um maior potencial para substituir totalmente o ligante asfáltico nas misturas para revestimento de pavimentos, quando comparados com aqueles provenientes de biomassa animal e óleos vegetais. Nesse sentido, esta dissertação apresenta a avaliação do potencial uso de dois bioligantes produzidos a partir de resíduos de madeira como substitutos totais do ligante asfáltico. Os materiais correspondem a duas gerações sucessivas do mesmo produto. O primeiro material foi avaliado em três escalas: comportamento do ligante, desempenho de misturas em laboratório e monitoramento em campo durante os primeiros três anos de vida de uma estrutura de pavimento com a camada de revestimento construída com esse material, comparando seus resultados com os de um ligante asfáltico convencional tomado como referência. Já o segundo bioligante foi avaliado na escala ligante, estudando seu comportamento reológico em comparação com um ligante asfáltico de referência e avaliou-se sua resposta quanto a resistência à deformação permanente e à fadiga, por meio dos ensaios MSCR e LAS, respetivamente. A análise termogravimétrica foi empregada para determinar a estabilidade térmica e os processos de deterioração dos ligantes envolvidos na pesquisa, e o efeito do envelhecimento foi avaliado por meio do acompanhamento de mudanças na reologia dos ligantes. A susceptibilidade ao dano por umidade desse bioligante foi avaliada com parâmetros baseados nas componentes da energia livre de superfície dos ligantes envolvidos na pesquisa com agregados de diferentes origens. Os resultados sugerem que os bioligantes estudados representam uma alternativa sustentável ao ligante asfáltico de petróleo, sem comprometer o desempenho mecânico das misturas para a construção de pavimentos flexíveis.

Evaluación de la degradación por compactación de materiales granulares tipo subbase

Abstract The granular bases and subbases used in pavement structures are materials susceptible to degrade due to multiple factors related to their production, construction, and operation as road materials. This paper aims on quantifying the degradation in materials used as granular subbase layers subjected to repeated compaction. This degradation was evaluated in terms of changes in gradation and mechanical response (i.e., CBR, parameters computed based on the static triaxial test, and resilient modulus). Corresponding results suggested that the recompaction process led to the production of fine particles, associated with the increase in the dry unit weight, while the mechanical response decreased. Reductions in CBR and resilient modulus were obtained since the first recompaction and showed the effect of applying repeated mechanical energy. Additional research is recommended to validate the relationship between the degradation induced by recompaction and that generated in the materials when used as pavement structural layers.Resumo Os materiais granulares de base e sub-base usados nas estruturas de pavimentos são susceptíveis à degradação devido a vários fatores inerentes aos processos de produção, construção, e operação de estradas. O objetivo do presente artigo es quantificar a degradação de materiais granulares pela incidência da recompactação, usando para isto parâmetros de caracterização física e mecânica. Esta degradação foi avaliada em termos de mudanças em granulometria e resposta mecânica (i.e., CBR, parâmetros obtidos do ensaio triaxial estático, e módulo de resiliência). Os resultados obtidos sugerem que a compactação sucessiva levou à produção de partículas finas, atingindo um incremento do peso unitário seco, enquanto a resposta mecânica é reduzida. Reduções de CBR e modulo de resiliência são evidenciadas desde a primeira compactação mostrando o efeito da aplicação repetida de energia mecânica. Recomenda-se investigação adicional para validar a relação entre a degradação induzida pela recompactação e a gerada em campo.Resumen Los materiales granulares de subbase y base empleados en estructuras de pavimento son susceptibles a degradarse debido a múltiples factores inherentes a los procesos de producción, construcción y operación vial. El objetivo del presente artículo es cuantificar la degradación de materiales granulares por la incidencia de la recompactación, empleando para esto parámetros de caracterización física y mecánica. Esta degradación fue evaluada en términos de cambios en granulometría y respuesta mecánica (i.e., CBR, parámetros obtenidos del ensayo triaxial estático, y módulo resiliente). Los resultados obtenidos sugieren que la compactación sucesiva condujo a la producción de partículas finas, logrando un incremento del peso unitario seco, mientras se reduce la respuesta mecánica. Reducciones de CBR y módulo resiliente se evidencian desde la primera recompactación mostrando el efecto de la aplicación repetida de energía mecánica. Se recomienda investigación adicional para validar la relación entre la degradación inducida por recompactación y la generada en campo

ENGIU: Encuentro Nacional de Grupos de Investigación de UNIMINUTO.

El desarrollo del prototipo para el sistema de detección de Mina Antipersona (MAP), inicia desde el semillero ADSSOF perteneciente al programa de Administración en Seguridad y Salud en el trabajo de la UNIMINUTO, se realiza a partir de un detector de metales que emite una señal audible, que el usuario puede interpretar como aviso de presencia de un objeto metálico, en este caso una MAP. La señal audible se interpreta como un dato, como ese dato no es perceptible a 5 metros de distancia, se implementa el transmisor de Frecuencia Modulada FM por la facilidad de modulación y la escogencia de frecuencia de transmisión de acuerdo con las normas y resolución del Ministerio de Comunicaciones; de manera que esta sea la plataforma base para enviar los datos obtenidos a una frecuencia establecida. La idea es que el ser humano no explore zonas peligrosas y buscar la forma de crear un sistema que permita eliminar ese riesgo, por otro lado, buscar la facilidad de uso de elementos ya disponibles en el mercado